基于Android的小型移动机器人系统设计

【摘要】移动机器人系统是涉及多学科的复杂机电系统，通常有多个子系统组成，如决策系统、运动控制系统和通信系统等，对个人开发而言开发难度较高。目前，大多机器人系统都是基于开发厂家自己独立、封闭的系统开发的，通常是采用专用的计算机、专用的编程语言及操作系统，费用往往及其昂贵；另一方面，目前机器人控制多是采用键盘、鼠标等控制设备，不够人性化。一种廉价的，友好的机器人系统的研发势在必行。理想的机器人系统应具有友好的人机界面、开放的体系结构和便携性，同时若能在直接控制基础上实现远程控制，无疑将大大提高其控制便利性，也拓宽了其应用范围。本研究的硬件采用了Arduino控制器和Android手机，两部分之间借助蓝牙通信，从而实现了快速搭建小型机器人平台的目的。该设计借鉴了MVC设计模式，采用面向对象的设计思想进行了模块化开发，设计语言使用了Arduino语言和Java语言；所设计的系统能够实现直接控制和基于视频传输的远程控制。本文的小型移动机器人系统设计是在分析了系统需求后基于软件建模完成的。首先，将系统划分为GUI模块、存储模块、服务器模块等。然后以参与者为中心，设计了用例图，并为每个用例设计了交互图。对有明确状态转换的对象给出了其状态图；最后对整个系统活动进行建模。其次，针对所建立的软件模型，对系统进行了详细的软件开发，包括GUI部分、存储部分和通信部分等，并对下位机进行了电机驱动程序的编写。最后，对完成的系统进行了现场测试和远程测试。前者主要是测试蓝牙可以控制的范围，后者主要测服务能否将命令转发给下位机和视频性能部分。结果表明，直接控制时，手机和下位机之间的距离在10米左右；远程控制时，服务器能否完成指令转发，视频帧率在3fps~10fps之间，延时在30ms左右。
【作者】李瑞；
【导师】李晓明；
【作者基本信息】浙江理工大学，机械电子工程，2014，硕士
【关键词】Android；蓝牙；机器人系统；远程控制；C/S；

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